Question

【題目】實驗小組采用如圖甲所示實驗裝置測量木塊與木板間動摩擦因數μ，提供的器材有：帶定滑輪的長木板，有凹槽的木塊，質量為20 g的鉤碼若干，打點計時器，電源，紙帶，細線等．實驗中將部分鉤碼懸掛在細線下，剩余的鉤碼放在木塊的凹槽中，保持長木板水平，利用打出的紙帶測量木塊的加速度．

(1) 正確進行實驗操作，得到一條紙帶，從某個清晰的打點開始，依次標注0、1、2、3、4、5、6，分別測出位置0到位置3、位置6間的距離，如圖乙所示．已知打點周期T＝0.02 s，則木塊的加速度a＝________m/s2.

(2) 將木塊凹槽中的鉤碼逐個添加到細線下端，改變懸掛鉤碼的總質量m，測得相應的加速度a，作出a－m圖象如圖丙所示．已知當地重力加速度g＝9.8 m/s2，則木塊與木板間動摩擦因數μ＝________(保留兩位有效數字)；μ的測量值________(選填“大于”“小于”或“等于”)真實值，原因是________________________(寫出一個即可)．

(3) 實驗中________(選填“需要”或“不需要”)滿足懸掛鉤碼總質量遠小于木塊和槽中鉤碼總質量．

Answer 1

【答案】 (1) 3.33 (2) 0.32～0.36 大于 滑輪與軸承、細線間有摩擦，紙帶與打點計時器間有摩擦等 (3) 不需要

【解析】（1）已知打點周期T＝0.02 s，根據逐差法可得木塊的加速度為： 。

（2）設木塊的質量為M，根據牛頓第二定律有， ， ，聯立可解得加速度為： ，由丙圖可知，當m=0時，a= =3.3 ，則木塊與木板間動摩擦因數μ＝0.34 ，因滑輪與軸承、細線間有摩擦，紙帶與打點計時器間有摩擦，所以測量值大于真實值。

（3）實驗中沒有采用細線拉力等于重力，所以不需要滿足懸掛鉤碼總質量遠小于木塊和槽中鉤碼總質量．